Mae modiwl camera safonol yn dal fideo ar 30 neu 60 ffrâm yr eiliad. Mae hynny'n ddigonol ar gyfer y rhan fwyaf o dasgau gwyliadwriaeth, cynadledda neu endosgopi. Ond mae angen i rai cymwysiadau weld digwyddiadau sy'n digwydd mewn amrantiad llygad - bwled yn hedfan trwy'r awyr, rhan peiriant yn symud ar gyflymder uchel, neu gydran sy'n dirgrynu'n gyflym. Dyma lle mae modiwl camera cyflym yn dod i mewn. Gall recordio ar gannoedd neu hyd yn oed filoedd o fframiau yr eiliad, gan rewi symudiad cyflym yn fframiau clir y gellir eu dadansoddi.
Beth sy'n Diffinio Modiwl Camera Cyflymder Uchel?
Nid fersiwn cydraniad uwch o gamera arferol yn unig yw modiwl camera cyflym. Mae wedi'i optimeiddio ar gyfercyfradd ffrâmyn hytrach na chyfrif picsel. Mae nodweddion allweddol yn cynnwys:
Cyfradd ffrâm uchel– O leiaf 100 ffrâm yr eiliad (fps), yn aml yn cyrraedd 500, 1000, neu fwy o fps gyda phenderfyniadau llai.
Caead byd-eang- Yn wahanol i gaead rholio, mae caead byd-eang yn dal y ddelwedd gyfan ar yr un amrantiad, gan ddileu ystumiad mudiant.
Darlleniad cyflym- Rhaid i'r synhwyrydd drosglwyddo data delwedd yn gyflym iawn, yn aml gan ddefnyddio lonydd MIPI lluosog neu ryngwyneb cyfochrog lled band uchel.
Datrysiad cyfyngedig- Er mwyn cyflawni cyflymder uchel, gellir lleihau'r cydraniad (ee, VGA neu 720c) oherwydd mae symud miliynau o bicseli 1000 gwaith yr eiliad yn hynod anodd.
Modiwlau Camera Cyflymder Uchel yn erbyn Safonol
| Nodwedd | Modiwl Camera Safonol | Modiwl Camera Cyflymder Uchel |
|---|---|---|
| Cyfradd ffrâm nodweddiadol | 30-60 fps | 100–1000+ fps |
| Math caead | Rholio (cyffredin) | Byd-eang (hanfodol) |
| Rhyngwyneb | USB 2.0/3.0, MIPI | MIPI (cyfrif lôn uchel), USB 3.0, Cyswllt Camera |
| Datrysiad | 1080p, 4K | VGA, 720p, 1 AS |
| Defnyddiwch achos | Gwegamerâu, endosgopau, gwyliadwriaeth | Dadansoddi cynnig, delweddu gwyddonol |
Sut Mae'n Gweithio Y Tu Mewn?
Mae modiwl camera cyflym yn dechrau gyda synhwyrydd Modiwl Camera CMOS arbenigol. Yn wahanol i synhwyrydd nodweddiadol sy'n darllen rhesi yn olynol (caead treigl), mae synhwyrydd cyflymder uchel yn darllen pob picsel ar yr un pryd (caead byd-eang). Mae hyn yn osgoi sgiw a siglo pan fydd gwrthrychau'n symud yn gyflym.
Mae gan y synhwyrydd hefyd gylched darllen picsel llawer cyflymach. Gall rhai synwyryddion allbwn dros 1000 o fframiau yr eiliad ar gydraniad is trwy ddarllen rhanbarth bach o ddiddordeb yn unig (ROI). Gelwir hyn yn "is-samplu" neu'n "ddarlleniad ffenestr".
Yna mae'r data'n teithio dros ryngwyneb lled band uchel. Ar gyfer systemau mewnosodedig, mae modiwl camera MIPI gyda 4 lôn (pob un yn rhedeg ar 1.5-2.5 Gbps) yn gyffredin. Ar gyfer systemau PC, gall modiwl camera USB gyda USB 3.0 neu USB 3.2 drin hyd at 5-10 Gbps.
Cymhwyso Modiwlau Camera Cyflymder Uchel
Arolygiad Diwydiannol- Monitro llinellau cynhyrchu cyflym, canfod diffygion mewn rhannau symudol, neu ddadansoddi dirgryniad mewn peiriannau. Byddai Modiwl Camera HD safonol yn cymylu'r cynnig; mae modiwl cyflym yn ei rewi.
Chwaraeon a Biomecaneg– Dadansoddi siglen golff, symudiad braich piser, neu gam rhedwr. Mae ailchwarae symudiad araf yn datgelu manylion anweledig i'r llygad noeth.
Ymchwil Gwyddonol- Astudio deinameg hylif, toriad deunydd, neu brosesau hylosgi. Mae delweddu cyflym yn dal digwyddiadau sy'n para ychydig filieiliadau yn unig.
Meddygol ac Endosgopi– Er bod y rhan fwyaf o fodiwlau camera endosgop yn gweithredu ar 30-60 fps, mae rhai cwmpasau calon neu llinyn lleisiol arbenigol yn defnyddio cyfraddau ffrâm uwch i ddal mudiant meinwe cyflym. Gall modiwl camera endosgop cyflym helpu i wneud diagnosis o barlys llinyn lleisiol neu fflwter falf y galon.
Dronau a Roboteg- Gellir defnyddio modiwl camera mafon pi gyda synhwyrydd cyflymder uchel i osgoi rhwystrau ar dronau sy'n symud yn gyflym neu ar gyfer adborth sefydlogi.
Modiwlau Camera Cyflymder Uchel ar gyfer Systemau Mewnblanedig
Ar gyfer gwneuthurwyr a datblygwyr, y ffordd hawsaf i arbrofi yw gyda modiwl camera USB sy'n cefnogi cyfraddau ffrâm uchel. Gall llawer o gynhyrchion modiwl camera USB (cydymffurfio â UVC) wneud 1080p ar 120 fps neu 720p ar 240 fps. Maen nhw'n gweithio plwg-a-chwarae ar gyfrifiadur personol.
Ar gyfer prosiectau sydd wedi'u mewnosod, gall modiwl camera mafon pi fod â synhwyrydd MIPI cyflym. Mae gan y Raspberry Pi 4 neu 5 ddigon o bŵer prosesu i ddal 720c ar 200 fps gan ddefnyddio synhwyrydd caead byd-eang fel yr OV9281 neu IMX296. Yna gallwch chi ddadansoddi'r fframiau mewn amser real gan ddefnyddio OpenCV neu eu recordio ar gyfer chwarae symudiad araf.
Mae modiwl camera usb hefyd ar gael mewn amrywiadau cyflym. Defnyddir y rhain yn aml mewn systemau gweledigaeth PC diwydiannol lle mae gliniadur neu gyfrifiadur pen desg yn prosesu.
Cyfaddawdau a Chyfyngiadau
Goleuo- Mae angen llawer mwy o olau ar gamerâu cyflymder uchel na chamerâu safonol oherwydd bod yr amser amlygiad fesul ffrâm yn fyr iawn. Heb olau cryf, bydd y ddelwedd yn dywyll neu'n swnllyd.
Storio- Mae recordio ar 1000 fps am eiliad yn unig yn cynhyrchu 1000 o fframiau. Byddai fideo 720p yn cymryd cannoedd o megabeit. Mae angen storfa gyflym arnoch chi (SSD, NVMe) i gadw i fyny.
Pŵer prosesu- Mae dadansoddi miloedd o fframiau yr eiliad yn gofyn am brosesydd pwerus neu galedwedd pwrpasol.
Cost- Mae gwir fodiwlau camera cyflym (gyda chaead byd-eang a lled band uchel) yn ddrytach na synwyryddion cyffredin.
Dewis Modiwl Camera Cyflymder Uchel
Angen cyfradd ffrâm- Ar gyfer dadansoddi peiriant araf (<10 m/s), 100–200 fps may be enough. For a bullet or explosion, you need 10,000+ fps.
Datrysiad– Yn aml mae VGA (640 × 480) neu 1 AS yn ddigonol oherwydd gall y pwnc fod yn fach. Mae cydraniad uwch yn lleihau'r gyfradd ffrâm uchaf.
Rhyngwyneb- Ar gyfer PC, mae USB 3.0 yn gyfleus. Ar gyfer systemau sydd wedi'u mewnosod, mae MIPI yn cynnig llai o hwyrni a phŵer is.
Math caead- Mae caead byd-eang yn orfodol ar gyfer symud gwrthrychau. Bydd caead rholio yn cynhyrchu sgiw.
Modiwl Camera CMOS– Chwiliwch am synwyryddion fel Sony IMX250 (2 MP, 163 fps), IMX252 (3 MP, 120 fps), neu OmniVision OV9281 (1 MP, 120 fps ar res llawn, yn gyflymach gyda ROI).
Enghraifft: Adeiladu System Arolygu Cyflymder Uchel
Tybiwch fod angen i chi archwilio sbringiau sy'n symud ar hyd cludwr ar 5 metr yr eiliad. Byddai Modiwl Camera HD safonol (30 fps) yn dangos aneglurder mudiant. Rydych chi'n dewis modiwl camera USB a all wneud 720p ar 300 fps gyda chaead byd-eang.
Cysylltwch ef â PC diwydiannol. Ysgrifennwch sgript sy'n dal fframiau yn barhaus. Pan fydd sbring yn pasio sbardun, arbedwch y 100 ffrâm olaf ar ddisg. Yna dadansoddwch bob ffrâm i fesur hyd y gwanwyn. Mae'r gyfradd ffrâm uchel yn sicrhau y bydd o leiaf un ddelwedd sydyn yn dal y gwanwyn yn berffaith.
Casgliad
Diffinnir modiwl camera cyflym gan ei allu i ddal cannoedd neu filoedd o fframiau yr eiliad gan ddefnyddio synhwyrydd caead byd-eang a rhyngwyneb cyflym. Mae'n hanfodol ar gyfer arolygu diwydiannol, ymchwil wyddonol, ac unrhyw gais sy'n cynnwys symudiad cyflym. Tra bod modiwl camera endosgop safonol neu fodiwl camera USB yn gweithio ar gyfer fideo bob dydd, mae amrywiadau cyflym yn agor byd o ddadansoddi symudiadau. Ar gyfer hobiwyr, mae modiwl camera raspberry pi gyda chaead byd-eang Modiwl Camera CMOS yn bwynt mynediad fforddiadwy. Ar gyfer defnydd proffesiynol, mae cynhyrchion modiwl camera USB cyflym pwrpasol yn cynnig cyfleustra plwg-a-chwarae. Beth bynnag fo'ch angen, bydd deall cyfradd ffrâm, math caead, a rhyngwyneb yn eich arwain at y camera cywir.
Os oes angen modiwl camera cyflym iawn arnoch chi ar gyfer eich prosiect mewnol, cysylltwch â Sincere. Rydym yn dylunio ac yn cynhyrchu datrysiadau Modiwl Camera CMOS wedi'u teilwra i'ch gofynion cyflymder a datrysiad.
